ПРИВОДНАЯ СИСТЕМА С ПОЛНЫМ КОНТАКТОМ ПОВЕРХНОСТЕЙ Российский патент 2021 года по МПК F16B23/00 F16B35/06 B25B23/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом касается таких приводных систем, которые включают приводное средство (насадку для электрической отвертки или для дрели-шуруповерта) и крепежный элемент, а также касается инструмента для формирования выемки в крепежном элементе.

Уровень техники

Для типичных конструкций или геометрических параметров приводной системы крепежного элемента характерны разнообразные конфигурации пятна контакта между поверхностями приводного инструмента (т.е. насадки - биты, далее по тексту описания - «бита») и углубления в крепежном элементе (т.е. выемки). Бита - это специальная насадка на шуруповерт, дрель, которая помогает закручивать саморезы, болты и другие крепежи. Бита со стороны, которая вставляется в патрон шуруповерта (дрели и т.п.), как правило, имеет форму шестигранника, а обратная сторона биты может иметь разную форму, соответствующую форме углубления в завинчиваемом крепежном элементе.

Например, геометрические параметры некоторых приводных систем обеспечивают «точечный» контакт поверхностей биты и выемки (углубления) в крепежном элементе. Это значит, что, когда бита приводится во вращение для исходного контакта с выемкой (с практически нулевым крутящим моментом), она контактирует с выемкой в точке (или множестве точек по всей выемке).

Геометрические параметры других приводных систем обеспечивают «линейный» контакт поверхностей. Это значит, что, когда бита приводится во вращение для исходного контакта, она контактирует с выемкой по множеству линий. Чтобы поместить биту в выемку крепежного элемента, между битой и выемкой должен иметься некоторый зазор. При вращении биты зазор между ней и выемкой сужается, пока не создастся линейный контакт с боковыми стенками выемки. Оба типа систем, и с точечным, и с линейным контактом, генерируют высокие напряжения на стыке поверхностей по всей приводной системе, а также могут способствовать усталостному разрушению биты.

Геометрические параметры третьих приводных систем обеспечивают «площадной» контакт от конца биты до верха выемки. В целом, «площадной» контакт поверхностей более эффективен, чем «линейный», а «линейный» более эффективен, чем «точечный».

Тем не менее, даже в случае «площадного» контакта поверхностей, по мере увеличения крутящего момента зацепления биты с выемкой (т.е. передаваемого крутящего момента) геометрические параметры биты подвергаются упругой деформации (т.е. искривлению и сжатию), так же, как и геометрические параметры выемки (т.е. сжатию), что приводит к изменению контакта поверхностей биты и выемки и его смещению с конца биты к верху выемки. По мере увеличения крутящего момента зацепления площадь пятна контакта поверхностей уменьшается, тем самым увеличивая напряжения на стыке контактных поверхностей биты и выемки. Усиление напряжений на стыке контактных поверхностей у верха выемки может повредить покровный слой (т.е. покрытие) и привести к усталостному разрушению (расширению) выемки. Усиление напряжений на поверхности биты (и ее искривление) может стать причиной преждевременного износа, повреждения выемки и усталостного разрушения.

Сущность изобретения

Целью воплощения настоящего изобретения является создание приводной системы с полным контактом поверхностей.

Целью воплощения настоящего изобретения является создание приводной системы, в которой максимально увеличена площадь контакта поверхностей при типичных значениях крутящего момента зацепления биты с выемкой (передачи), за счет чего минимизируются напряжения на стыке контактных поверхностей биты и выемки, уменьшается риск повреждения покрытия, расширения выемки и преждевременного усталостного разрушения биты.

Если говорить кратко, то в результате воплощения настоящего изобретения создается приводная система, включающая крепежный элемент, в котором передающие крутящий момент поверхности имеют форму эвольвенты многоугольника, состоящей из нескольких дуг. Что касается дуг, которые определяют конфигурацию передающих крутящий момент поверхностей, предпочтительно, чтобы каждая дуга имела постоянный радиус (т.е. являлась дугой окружности).

Другим примером воплощения настоящего изобретения является бита, в которой передающие крутящий момент поверхности имеют форму эвольвенты многоугольника, состоящей из нескольких дуг. Что касается дуг, которые определяют конфигурацию передающих крутящий момент поверхностей, предпочтительно, чтобы каждая дуга имела постоянный радиус (т.е. являлась дугой окружности).

Еще одним примером воплощения настоящего изобретения является инструмент - пробойник (пуансон), в котором поверхности имеют форму эвольвенты многоугольника, состоящей из двух или нескольких дуг. Что касается дуг, которые определяют конфигурацию поверхностей, предпочтительно, чтобы каждая дуга имела постоянный радиус (т.е. являлась дугой окружности сегмента круга).

Краткое описание чертежей

Устройство, конструкцию и принцип действия изобретения, а также его дополнительные цели и преимущества лучше всего можно понять со ссылкой на последующее описание, составленное по сопроводительным чертежам, в которых одинаковые номера позиций обозначают одинаковые элементы, при этом:

на фиг. 1 изображена выемка (или пробойник), поперечный разрез, соответствующая примеру воплощения настоящего изобретения;

на фиг. 2 представлен поперечный разрез биты, которая соответствует выемке, изображенной на фиг. 1;

на фиг. 3 показана бита с фиг. 2, вставленная в выемку с фиг. 1;

фиг. 4 аналогичен фиг. 3, но на нем бита и выемка изображены после того, как бита была повернута до полного контакта с приводными поверхностями (приводными стенками) выемки;

на фиг. 5 представлено увеличенное изображение, четко показывающее полный контакт поверхностей;

на фиг. 6 представлено увеличенное изображение зазора между битой и выемкой до того, как бита была повернута;

на фиг. 7 и 8 показаны частичные изображения выемки, представленной на фиг. 1, а также указаны некоторые ее размеры;

на фиг. 9 и 10 показаны частичные изображения биты, представленной на фиг. 2, а также указаны некоторые ее размеры;

на фиг. 11-13 представлены изображения, касающиеся выемки с фиг. 1;

на фиг. 14-21 представлены изображения, касающиеся альтернативных примеров воплощения изобретения;

на фиг. 22 приведено сравнение примеров воплощения изобретения; и

на фиг. 23-27 показаны различные версии стенок между лепестками выемки; и

на фиг. 28-53 показаны альтернативные примеры воплощения настоящего изобретения.

Описание проиллюстрированных примеров воплощения изобретения

Тогда как данное изобретение может допускать воплощение в различных формах, показанные на чертежах и подробно описанные далее в настоящей заявке конкретные примеры воплощения приводятся исходя из допущения, что такое раскрытие сущности изобретения должно расцениваться как иллюстративный пример принципов изобретения и не имеет целью ограничить изобретение проиллюстрированными вариантами.

В настоящей заявке раскрывается целый ряд примеров воплощения настоящего изобретения. Каждый пример воплощения представляет собой приводную систему с полным контактом поверхностей. В частности, каждый пример воплощения включает крепежный элемент, в котором предусмотрена выемка, имеющая передающие крутящий момент поверхности, выполненные в поперечном сечении по форме эвольвенты многоугольника.

Что касается термина «эвольвента», он означает геометрическое место точки, изначально находящейся на основной окружности, которая перемещается так, что расстояние от нее по прямой линии (вдоль касательной к окружности) к тангенциальной точке контакта равно расстоянию дуги окружности от исходной точки к текущей точке касания. Или же эвольвента означает геометрическое место точки на прямой линии, перекатываемой по окружности круга без скольжения. Лучшей визуализацией эвольвенты является траектория, описываемая концом, к примеру, шнура или хлопчатобумажной нити при разматывании шнура или нити с цилиндрической катушки.

Чтобы получить эвольвентный профиль, необходимо описать линию путем разматывания шнура, например, с цилиндра. Цилиндр можно принять за основную окружность. В любой точке в процессе разматывания линия генерации (т.е. шнур) проходит по касательной к цилиндру и перпендикулярно эвольвенте. Если два эвольвентных профиля соприкасаются друг с другом, линия генерации, которую часто называют линией зацепления, пройдет по касательной к обоим цилиндрам.

Математически эвольвентная кривая выводится из следующего уравнения:

где R - радиус к любой точке эвольвенты; θ - угол от начального участка эвольвенты к радиусу R и β - угол, под которым должен разматываться шнур.

При длине генерирующей линии, равной а также длине основной окружности, стягивающей угол β так, что:

И через подстановку:

Это позволяет построить эвольвентную кривую в полярной системе координат (R, θ).

Часто угол записывают как функцию от угла профиля (ϕ) следующим образом:

θ=tan ϕ-ϕ=Inv ϕ,

где Inv ϕ - это эвольвентная функция, значения которой приводятся в таблицах многих справочников для различных зубчатых передач. Затем такие значения могут использоваться во многих расчетах, например, для определения толщины зуба (T₁) при различных радиусах при помощи представленных ниже уравнений.

Под термином «эвольвента многоугольника», использованном далее в тексте описания и в формуле изобретения, имеется в виду кривая, описываемая концом гибкой нерастяжимой нити, сматываемой с эволюты, при этом эволютой для эвольвенты многоугольника является многоугольник. Термин «эвольвента многоугольника» аналогичен общепринятому термину «эвольвента окружности», в отношении которого выше даны разъяснения (для эвольвенты окружности эволютой является окружность).

Следует отметить, что крепежный элемент, бита, пробойник (пуансон) могут иметь поверхности, предназначенные для передачи крутящего момента (приводные поверхности у крепежного элемента и биты) или иметь поверхности для формирования приводных поверхностей на крепежном элементе (у пробойника), при этом по форме упомянутые поверхности не являются идеальными эвольвентами многоугольника (не являются в поперечном сечении идеальными дугами окружности) при рассмотрении в микроскоп, принимая во внимание реальные производственные процессы и материалы.

На фиг. 1 показано поперечное сечение выемки 10, подобное выемке в крепежном элементе 11 или другой конструкции (фиг. 1 также может иллюстрировать профиль 10 торцевой поверхности пробойника), где выемка 10 соответствует предпочтительному варианту воплощения настоящего изобретения. В частности, конфигурация выемки 10 предусматривает наличие нескольких лепестков 12, каждый из которых имеет передающие крутящий момент поверхности 14 в форме эвольвенты многоугольника. В предпочтительном варианте воплощения каждая передающая крутящий момент поверхность имеет форму эвольвенты многоугольника, состоящей из двух дуг, при этом каждая дуга окружности имеет свой радиус, но у каждой дуги он постоянный (т.е. каждая дуга является дугой окружности). Между лепестками 12 имеются пазы 16, образующие стенки 18, расположенные между смежными лепестками 12. Эти стенки 18, а также различные формы, которые они могут принимать, более подробно будут описаны ниже.

На фиг. 2 представлено поперечное сечение соответствующего элемента с внешней приводной поверхностью - биты 20, при этом такая бита 20 соотносится с выемкой 10, показанной на фиг. 1, и соответствует предпочтительному варианту воплощения настоящего изобретения. В частности, профиль внешней поверхности биты 20 соответствует профилю выемки 10, показанной на фиг. 1, так что биту 20 можно ввести в выемку 10 и повернуть по часовой или против часовой стрелки, чтобы привести в движение крепежный элемент, в котором образована выемка 10.

Бита 20 соответствует выемке 10. В силу этого бита 20 состоит из нескольких лепестков 21, при этом у каждого лепестка 21 имеются предназначенные для передачи крутящего момента поверхности 24 или приводные стенки в форме эвольвенты многоугольника. Точнее говоря, в предпочтительном варианте передающие крутящий момент поверхности 24 имеют форму эвольвенты многоугольника, состоящей из двух дуг, при этом каждая дуга имеет свой постоянный радиус (т.е. является дугой окружности). В предпочтительном варианте каждая из стенок 18 между лепестками 21 имеет, по крайней мере, одну из форм: плоскую, вогнуто-округлую, вершинно-выпуклую и вершинно-вогнутую, каждая из которых будет более подробно описана ниже.

Когда бита 20 изначально вводится в выемку 10 крепежного элемента, бита 20 и выемка 10 могут выглядеть так, как показано на фиг. 3, при этом образуются зазоры 21 между приводными стенками 24 биты 20 и приводными стенками 14 выемки 10. Если предположить, что бита 20 затем поворачивается по часовой стрелке, бита 20 и выемка 10 могут выглядеть так, как показано на фиг. 4, при этом передние стенки 26 биты 20 входят в зацепление с соответствующими приводными стенками 14 выемки 10, тогда как задние стенки 28 биты 20 отдаляются от соответствующих приводных стенок 14 выемки 10, в результате чего образуются зазоры 22.

Полный контакт поверхностей между передними стенками 26 биты 20 и соответствующими приводными стенками 14 выемки 10 лучше всего иллюстрирует фиг. 5, на которой представлено увеличенное изображение взаимодействия между одной из ведущих стенок 26 биты 20 и одной из приводных стенок 14 выемки 10.

Полный контакт поверхностей наблюдается от точки 30 до точки 32. С другой стороны, зазор 22 между передними стенками 26 биты 20 и соответствующими приводными стенками 14 выемки 10 до поворота биты 20 лучше всего иллюстрирует фиг. 6, на которой представлено увеличенное изображение одной из ведущих стенок 26 биты 20 и соответствующей ведущей стенки 14 выемки 10. Как показано на фиг. 4, за исключением контакта поверхностей на участке между точками 30 и 32, зазор 22 между битой 20 и выемкой 10 является постоянным и в предпочтительном варианте остается постоянным, пока поворачивается бита 20.

Тогда как в данной заявке раскрываются и другие конфигурации, вариант конфигурации в форме эвольвенты многоугольника из двух дуг, показанный на фиг. 1 и 2, является предпочтительным. При такой конфигурации переходный радиус (т.е. зона между двумя дугами) не стачивается. Кроме того, обеспечивается минимальный зазор 22 между битой и выемкой. При том, что каждая дуга предпочтительно имеет свой радиус, у каждой из них этот радиус постоянный (т.е. каждая дуга является дугой окружности). Размеры А и В, отображенные на фиг. 1, являются диаметрами. Зная эти диаметры, можно измерить этот элемент, предусмотреть большую ширину лепестков по размеру А, снизить вероятность образования сколов на шуруповерте и увеличить площадь биты по лепесткам.

На фиг. 7 показано частичное изображение выемки, представленной на фиг. 1, а также указаны некоторые ее основные размеры. На фиг. 8 показана лишь одна из приводных стенок выемки и указаны некоторые другие размеры, включая радиус (R1 и R2) каждой из двух дуг. Тогда как радиус R1 не равен радиусу R2, как видно из фигуры, оба радиуса R1 и R2 постоянны. Что касается фактических значений каждого из размеров, в одном конкретном примере воплощения можно принять, например, что радиус R1=0,0198752778, радиус R2=0,0397505556, наружный диаметр выемки А=0,155, внутренний диаметр выемки В=0,1206, Fa=0,0086, Fb=0,0360759556, Еа=0,0086, Eb=0,0360759556, Р=0,0689, S=0,0689, Ra=0,007 и Rb=0,005 (все значения указаны в дюймах). Что касается Gr и G, то Gr может составлять 17,9021442092 градусов, a G (REF) - 18,9716157232 градусов.

Это лишь один пример воплощения настоящего изобретения, для которого вполне возможны многие другие размеры, формы и т.п.без выхода за рамки настоящего изобретения. Фиг. 9 и 10 подобны фиг. 7 и 8, но относятся к бите 20, изображенной на фиг. 2. Как показано на фиг. 2, бита имеет форму, соответствующую выемке. На фиг. 11-13 представлен ряд изображений, касающихся двухдуговой конфигурации, которые не требуют пояснений.

На фиг. 14-16 представлен ряд изображений, касающихся альтернативного примера воплощения, которые также не требуют пояснений. В частности, на фиг. 14-16 показана конфигурация, при которой каждая из приводных стенок выемки имеет форму эвольвенты многоугольника, состоящей из одной дуги, при этом такая дуга имеет постоянный радиус (т.е. является дугой окружности).

На фиг. 17-19 представлен ряд изображений, касающихся еще одного примера воплощения, которые не требуют пояснений. В частности, на фиг. 17-19 показана конфигурация, при которой каждая из приводных стенок выемки имеет форму эвольвенты многоугольника, состоящей из трех дуг, при этом каждая дуга имеет свой радиус, но у каждой дуги он постоянный (т.е. каждая дуга является дугой окружности).

На фиг. 20-21 представлен ряд изображений, касающихся еще одного примера воплощения, которые не требуют пояснений. В частности, на фиг. 20-21 показана конфигурация, при которой каждая из приводных стенок выемки имеет форму однодуговой конструкции, при этом радиус дуги постоянный (т.е., дуга является дугой окружности).

На фиг. 22 приводится сравнение примеров воплощения изобретения. Номер позиции 200 обозначает высокоточную эвольвенту окружности, номер позиции 202 обозначает эвольвенту многоугольника с одной дугой, номер позиции 204 обозначает эвольвенту многоугольника с двумя дугами, номер позиции 206 обозначает эвольвенту многоугольника с тремя дугами, а номер позиции 208 обозначает однодуговую конструкцию (дуга перпендикуляра).

На фиг. 1 и 2 изображена конфигурация, при которой стенки 18 между лепестками 12 имеют плоскую форму. Это хорошо иллюстрирует фиг. 23, на которой изображена выемка 10 слева и бита 20 справа. Это предпочтительная конфигурация в отношении стенок 18, так как в данном случае стенки 18 в совокупности задают шестиугольную форму, таким образом, в выемку можно вводить шестигранный инструмент (в дополнение к соответствующей бите, показанной на фиг. 23 справа) и с его помощью приводить в движение крепежный элемент.

На каждой из фиг. 24-27 показаны альтернативные примеры воплощения, и в каждом случае выемка изображена слева, а соответствующая бита (имеющая аналогичную форму) - справа. В примере воплощения, показанном на фиг. 24, каждая из стенок 18 между пазами имеет полукруглую (т.е. выпукло-округлую) форму, которая задается окружностью с номером позиции 40.

В примере воплощения, показанном на фиг. 25, каждая из стенок 18 между лепестками 14 имеет вогнуто-округлую форму. В примере воплощения, показанном на фиг. 26, каждая из стенок 18 между лепестками 14 имеет вершинно-выпуклую форму.

В примере воплощения, показанном на фиг. 27, каждая из стенок 18 между лепестками 14 имеет вершинно-вогнутую форму.

Хотя ни для одной из выемок, раскрытых в настоящей заявке, не был конкретно показан или описан такой параметр, как углубление, в любой из выемок углубление может принимать любую подходящую форму, в зависимости от применения и желаемых свойств приводной системы. Например, углубление может быть плоским (к примеру, дно выемки может быть плоским), коническим, иметь сферическое дно и т.д. Например, бывает углубление, в котором каждая из приводных стенок принимает полуцилиндрическую форму по ходу заглубления в выемку.

Что касается биты, которая должна входить в зацепление с любой из выемок, раскрытых в настоящей заявке, предпочтительно, чтобы она была слегка спиралевидной формы (т.е. предварительно закрученной). В этом случае геометрические параметры контактной поверхности выемки сочетаются с соответствующими геометрическими параметрами слегка спиралевидной биты. Как следствие, при практически нулевом крутящем моменте конец биты сначала контактирует с выемкой, а затем, по мере увеличения крутящего момента, площадь пятна контакта поверхностей биты и выемки увеличивается в ширину и длину от конца биты до верха выемки.

Тогда как примеры воплощения настоящего изобретения описаны как реализованные в форме выемки в головке крепежного элемента, настоящее изобретение может быть воплощено в форме элементов с внешней приводной поверхностью (как у бит), у которых внешний профиль соответствует описанным выемкам. Фактически, чертежи, представленные в настоящей заявке, так же применимы и к таким примерам воплощения. Кроме того, тогда как на чертежах представлена шестилепестковая система, настоящее изобретение может быть реализовано в системах с большим или меньшим количеством лепестков, например в трех-, четырех- или пятилепестковых.

На фиг. 28-31 представлен крепежный элемент 100 с внешним приводным профилем 102, соответствующим варианту воплощению настоящего изобретения. Внешний приводной профиль 102 состоит из нескольких лепестков 104, при этом у каждого лепестка 104 имеются приводные поверхности 106 или стенки в форме эвольвенты многоугольника. Точнее говоря, в предпочтительном варианте каждая приводная поверхность 106 имеет форму эвольвенты многоугольника, состоящей из двух дуг (или имеющей форму однодуговой конструкции), при этом каждая дуга имеет постоянный радиус (т.е. дуга является частью окружности). Стенки 108 между приводными поверхностями 106 могут принимать различную форму и конфигурацию, как было описано выше в отношении других примеров воплощения. Как показано на фиг. 29 и 30, внешний приводной профиль 102 может иметь выгнутую верхнюю поверхность 110. На стержень 112 (на фиг. 29 показана лишь его часть) предпочтительно нанесена резьба (обозначена линиями 114).

На фиг. 32-34 представлен крепежный элемент 120, подобный тому, который изображен на фиг. 28-31, с той лишь разницей, что его верхняя поверхность 122 плоская (а не выгнутая), и в ней сформирована шестиугольная выемка 124, при этом каждый лепесток 126 имеет срез 128, граничащий с верхней поверхностью 122. Эти различия не только обеспечивают снижение массы (т.е. в сравнении с крепежным элементом 100, изображенным на фиг. 28-31), но также создают дополнительную внутреннюю приводную поверхность за счет шестиугольной выемки 124. На фиг. 35 изображен тот же крепежный элемент 120, но либо без шестиугольной выемки 124, либо до того, как шестиугольная выемка 124 в нем сформирована (например, высечена). Выемка 124 может быть выполнена и в другой форме, помимо шестиугольной, для обеспечения приводной поверхности, которая может приводиться в движение ведущим элементом передачи, имеющим соответствующую форму.

На фиг. 36 представлена бита (т.е. ведущий элемент передачи) 140, у которой профиль приводной поверхности 142 состоит из лепестков 144, обеспечивающих конфигурацию биты, подходящую для стандартной выемки в крепежном элементе. Приводной профиль 142 биты включает приводные поверхности 146, имеющие форму эвольвент многоугольника. Точнее говоря, в предпочтительном варианте каждая приводная поверхность имеет форму эвольвент многоугольника, состоящих из двух дуг (или форму однодуговой конструкции), при этом каждая дуга имеет постоянный радиус (т.е. является дугой окружности). Стенки 148 между приводными поверхностями 146 могут принимать различную форму и конфигурацию, как было описано выше в отношении других примеров воплощения. Как показано, торцевая поверхность 150 биты 140 может быть плоской.

На фиг. 37 представлен крепежный элемент 160 с выемкой 162, которая соответствует другому примеру воплощения настоящего изобретения. Выемка 162 состоит из лепестков 164, при этом у каждого лепестка 164 имеются приводные поверхности 166 или стенки в форме эвольвент многоугольника. Точнее говоря, в предпочтительном варианте каждая приводная поверхность 166 имеет форму эвольвенты многоугольника, состоящей из двух дуг (или форму однодуговой конструкции), при этом каждая дуга имеет постоянный радиус (т.е. является частью окружности). Стенки 168 между приводными поверхностями 166 могут принимать различную форму и конфигурацию, как было описано выше в отношении других примеров воплощения. В предпочтительном варианте стенки 168 к нижней части выемки сходятся на конус (т.е. расстояние между стенками 168, находящимися в выемке 162 друг напротив друга, у верха 170 выемки 162 больше, чем на всем остальном пути к низу выемки 162).

На фиг. 38 представлено частичное изображение биты 172, которая может использоваться для приведения в движение крепежного элемента 160, изображенного на фиг. 37. Как показано на фиг. 38, бита 172 по форме соответствует выемке 162 крепежного элемента 160 и состоит из лепестков 174, при этом у каждого лепестка 174 имеются приводные поверхности 176 или стенки в форме эвольвент многоугольника. Точнее говоря, в предпочтительном варианте каждая приводная поверхность 176 имеет форму эвольвенты многоугольника, состоящей из двух дуг (или форму однодуговой конструкции), при этом каждая дуга имеет постоянный радиус (т.е. является частью окружности). Стенки 178 между приводными поверхностями 176 могут принимать различную форму и конфигурацию, как было описано выше в отношении других примеров воплощения. Однако в предпочтительном варианте стенки 178 от конца 180 биты 172 расширяются на конус (т.е. расстояние между стенками 178, находящимися друг напротив друга, меньше на конце 180 биты 172, чем на всем остальном пути вдоль биты (т.е. по направлению к точкам 182).

На фиг. 39 представлен поперечный разрез биты 172 (см. фиг. 38), вставленной в выемку 162 крепежного элемента 160 (см. фиг. 37); изображение не требует пояснений.

Фиг. 40 и 41 иллюстрируют крепежный элемент 190 и биту 200, соответственно, которые соответствуют воплощению настоящего изобретения и подобны крепежному элементу 160 и бите 172, представленным на фиг. 37 и 38, за исключением того, что стенки 192 и 202 идут не под наклоном, а прямо, тогда как стенки 194 и 204 идут под наклоном. В частности, стенки 194 каждого лепестка 196 выемки 197 в крепежном элементе 190 (см. фиг. 40) сходятся на конус по направлению от верха 199 выемки 197 к низу выемки 197. Соответственно, стенки 204 каждого лепестка 206 биты 200 (см. фиг. 41) расширяются на конус от конца 208 биты 200 вдоль биты (т.е. по направлению к линиям 210).

На фиг. 42 представлен крепежный элемент 220 с выемкой 222, которая имеет центральный штырь 224, и эффективной 5-лепестковой приводной системой с неравномерными промежутками между лепестками 226 и пазами 228. Крепежный элемент 220 соответствует воплощению настоящего изобретения. У каждого лепестка 226 имеются приводные поверхности 230 в форме эвольвент многоугольника. Точнее говоря, в предпочтительном варианте каждая приводная поверхность 230 имеет форму эвольвенты многоугольника, состоящей из двух дуг (или форму однодуговой конструкции), при этом каждая дуга имеет постоянный радиус (т.е. является частью окружности). Стенки 232 между приводными поверхностями 230 могут принимать различную форму и конфигурацию, как было описано выше в отношении других примеров воплощения.

На фиг. 43-50 изображены различные профили (каждый из которых может соответствовать выемке в крепежном элементе, пробойнику (пуансону) для формирования выемки в крепежном элементе или бите для приведения крепежного элемента в движение) с различным количеством лепестков, при этом у каждого лепестка имеются приводные поверхности, простирающиеся до конца лепестка. В частности, каждая из форм, изображенных на фиг. 43, 47 и 48, имеет шесть лепестков 250, каждая из форм, изображенных на фиг. 44, 45, 46 и 49, имеет три лепестка 250, и форма, изображенная на фиг. 50, имеет четыре лепестка 250. Независимо от этого, у каждого лепестка 250 имеются приводные поверхности 252 в форме эвольвент многоугольника. Точнее говоря, в предпочтительном варианте каждая приводная поверхность 252 имеет форму эвольвенты многоугольника, состоящей из двух дуг (или форму однодуговой конструкции), при этом каждая дуга имеет постоянный радиус (т.е. является дугой окружности). Стенки 254 между приводными поверхностями 252 могут принимать различную форму и конфигурацию, как было описано выше в отношении других примеров воплощения.

На фиг. 51 представлен крепежный элемент 260 с выемкой 262 конической формы, на дне которой находится круглый выступ 264. Выемка 262 имеет неравномерные по размеру лепестки 266 и пазы 268, то есть ширина каждого из лепестков 266 или пазов 268 постепенно изменяется к нижней части выемки 262. На фиг. 52 представлен крепежный элемент 270, очень похожий на крепежный элемент 260, изображенный на фиг. 51, но с равномерными лепестками 272 и пазами 274, то есть ширина каждого из лепестков 272 или пазов 274 не изменяется к нижней части выемки 276. Оба крепежных элемента 260 и 270 соответствуют воплощению настоящего изобретения. У лепестков 266 и 272 каждого крепежного элемента 260 и 270 имеются приводные поверхности 267 и 278 в форме эвольвент многоугольника. Точнее говоря, в предпочтительном варианте каждая приводная поверхность 267 и 278 имеет форму эвольвенты многоугольника, состоящей из двух дуг (или форму однодуговой конструкции), при этом каждая дуга имеет постоянный радиус (т.е. является частью окружности). Стенки 269 и 280 между приводными поверхностями 267 и 278 могут принимать различную форму и конфигурацию, как было описано выше в отношении других примеров воплощения. Либо лепестки 266 и 272, либо пазы 268 и 274, либо и те, и другие могут сходиться на конус от верха к низу выемки 276 по направлению к выступу 282 на дне выемки 276.

На фиг. 53 представлен семилепестковый приводной профиль 300, который может эффективно соответствовать выемке в крепежном элементе, пробойнику (пуансону) для формирования выемки в крепежном элементе или бите для приведения крепежного элемента в движение. Профиль соответствует воплощению настоящего изобретения, при этом у каждого лепестка 302 имеются приводные поверхности 304 в форме эвольвенты многоугольника. Точнее говоря, в предпочтительном варианте каждая приводная поверхность 304 имеет форму эвольвенты многоугольника, состоящей из двух дуг, при этом каждая дуга имеет постоянный радиус (т.е. является частью окружности). Стенки 306 между приводными поверхностями могут принимать различную форму и конфигурацию, как было описано выше в отношении других примеров воплощения. Как показано на фигуре, профиль может включать центральный штырь 308. Находясь по центру выемки в установленном крепежном элементе, центральный штырь обеспечивает антивандальность крепежного элемента за счет того, что выкрутить крепежный элемент можно только с помощью специального инструмента - специальной биты. Кроме того, наличие семи лепестков исключает использование неподходящих шуруповертов, например таких, которые имеют другое количество лепестков (т.е. 4, 5 или 6 лепестков).

Что касается любых лепестков или пазов, упомянутых в настоящей заявке, любые из них могут идти под наклоном (т.е. по направлению ко дну выемки или от конца биты или пробойника), а также быть равномерными или неравномерными (т.е. иметь одинаковую или неодинаковую ширину на всем пути по ходу заглубления в выемку или вдоль биты или пробойника).

Тогда как в заявке были показаны и описаны конкретные примеры воплощения настоящего изобретения, предполагается, что квалифицированные специалисты могут разработать многочисленные модификации, не отступая от сущности и объема настоящего изобретения.

Изобретение относится к приводным системам, которые включают приводное средство и крепежный элемент, а именно к крепежному элементу, к насадке-бите и к пробойнику. Изобретение направлено на минимизацию напряжения на стыке контактных поверхностей биты и выемки, уменьшение риска повреждения покрытия и преждевременного усталостного разрушения биты. В головке крепежного элемента выполнен внешний приводной профиль или внутренняя приводная выемка, при этом указанный внешний приводной профиль или внутренняя приводная выемка образованы из лепестков со стенками между ними. Каждый лепесток выполнен с предназначенными для передачи крутящего момента приводными поверхностями, а каждая из указанных приводных поверхностей в поперечном сечении выполнена по форме эвольвенты многоугольника, содержащей последовательно расположенные дуги окружности, каждая из которых имеет свой постоянный радиус, отличный от остальных. Указанные дуги являются выпуклыми относительно центральной оси крепежного элемента. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 53 ил.

1. Крепежный элемент, в головке которого выполнен внешний приводной профиль или внутренняя приводная выемка, при этом указанный внешний приводной профиль или внутренняя приводная выемка образованы из лепестков со стенками между ними, причем каждый лепесток выполнен с предназначенными для передачи крутящего момента приводными поверхностями, а каждая из указанных приводных поверхностей в поперечном сечении выполнена по форме эвольвенты многоугольника, содержащей последовательно расположенные дуги окружности, каждая из которых имеет свой постоянный радиус, отличный от остальных, причем указанные дуги являются выпуклыми относительно центральной оси крепежного элемента.

2. Крепежный элемент по п. 1, характеризующийся тем, что приводные поверхности всех лепестков имеют форму эвольвенты многоугольника, состоящей из двух дуг.

3. Крепежный элемент по п. 1, характеризующийся тем, что стенки между всеми лепестками выполнены плоской формы.

4. Крепежный элемент по п. 1, характеризующийся тем, что стенки между всеми лепестками выполнены вогнуто-округлой, или вершинно-выпуклой, или вершинно-вогнутой формы.

5. Крепежный элемент по п. 1, характеризующийся тем, что верхняя поверхность указанного внешнего приводного профиля имеет плоскую или выгнутую форму.

6. Крепежный элемент по п. 5, характеризующийся тем, что на верхней поверхности указанного внешнего приводного профиля сформирована выемка.

7. Крепежный элемент по п. 5, характеризующийся тем, что на верхней поверхности указанного внешнего приводного профиля сформирована выемка шестиугольной формы.

8. Крепежный элемент по п. 1, характеризующийся тем, что каждый лепесток имеет срез.

9. Крепежный элемент по п. 1, характеризующийся тем, что стенки между лепестками выполнены сходящимися на конус или расширяющимися на конус.

10. Крепежный элемент по п. 1, характеризующийся тем, что он снабжен центральным штырем, расположенным в указанной выемке.

11. Насадка-бита, содержащая приводной профиль, расположенный в ее концевой части и предназначенный для контакта с крепежным элементом, при этом указанный приводной профиль образован из лепестков со стенками между ними, причем каждый лепесток выполнен с предназначенными для передачи крутящего момента приводными поверхностями, при этом каждая из указанных приводных поверхностей выполнена в виде эвольвенты многоугольника, содержащей последовательно расположенные дуги окружности, каждая из которых имеет свой постоянный радиус, отличный от остальных, причем указанные дуги являются выпуклыми относительно центральной оси насадки-биты.

12. Насадка-бита по п. 11, характеризующаяся тем, что приводные поверхности всех лепестков имеют форму эвольвенты многоугольника, состоящей из двух дуг окружностей.

13. Насадка-бита по п. 11, характеризующаяся тем, что дуги окружностей имеют свой радиус и у каждой дуги радиус постоянный.

14. Насадка-бита по п. 11, характеризующаяся тем, что стенки между лепестками имеют плоскую форму.

15. Насадка-бита по п. 11, характеризующаяся тем, что стенки между лепестками имеют вогнуто-округлую форму.

16. Насадка-бита по п. 11, характеризующаяся тем, что стенки между лепестками имеют вершинно-выпуклую форму.

17. Насадка-бита по п. 11, характеризующаяся тем, что стенки между лепестками имеют вершинно-вогнутую форму.

18. Пробойник, содержащий в своей концевой части внешний профиль, образованный из нескольких лепестков и стенок между ними, при этом каждый из лепестков выполнен с поверхностью в виде эвольвенты многоугольника, содержащей последовательно расположенные дуги окружности, каждая из которых имеет свой постоянный радиус, отличный от остальных, причем указанные дуги являются выпуклыми относительно центральной оси пробойника.

19. Пробойник по п. 18, характеризующийся тем, что приводные поверхности всех лепестков имеют форму эвольвенты многоугольника, состоящей из двух дуг окружностей.

20. Пробойник по п. 18, характеризующийся тем, что дуги окружностей имеют свой радиус и у каждой дуги радиус постоянный.

21. Пробойник по п. 18, характеризующийся тем, что стенки между лепестками имеют плоскую форму.

22. Пробойник по п. 18, характеризующийся тем, что стенки между лепестками имеют вогнуто-округлую форму.

23. Пробойник по п. 18, характеризующийся тем, что стенки между лепестками имеют вершинно-выпуклую форму.

24. Пробойник по п. 18, характеризующийся тем, что стенки между лепестками имеют вершинно-вогнутую форму.